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Computer simulation of moving-interface, convective, phase-change processes

1988; Elsevier BV; Volume: 31; Issue: 9 Linguagem: Inglês

10.1016/0017-9310(88)90193-7

1879-2189

S.E. Hibbert, N.C. Markatos, Vaughan R. Voller,

Radiative Heat Transfer Studies

The paper presents a numerical study of phase-change problems, using finite-volume procedures of the ‘enthalpy’ formulation. A mathematical model is developed, and is applied to predict the transient behaviour of internal solidification in a cooled pipe, for flows at laminar Reynolds numbers. Work is directed towards predicting the production of solid crust when both diffusion and convection effects are important. Results are presented, and they are compared with available experimental measurements. It is concluded that the procedure is robust and flexible and that the results are promising. On présente une étude numérique des problèmes de changement de phase en appliquant des procédures de volume fini à la formulation “enthalpique”. On développe un modèle mathématique et on l'applique à la prédiction du comportement variable de solidification interne dans un tube refroidi, pour des écoulements laminaires. L'étude est dirigée vers la prédiction de la production de la croûte solide quand les effets de la diffusion et de la convection sont ensemble importants. Des résultats sont présentés et ils sont comparés avec des mesures expérimentales. On conclut que la procédure est robuste et flexible et que les résultats sont prometteurs. Es werden Phasenänderungs-Vorgänge aufgrund von Enthalpie-Bilanzen mit Hilfe eines “Finite-Volume”-Verfahrens numerisch untersucht. Mit einem mathematischen Modell wird das transiente Verhalten der Vorgänge bei der Verfestigung in einem gekühlten Rohr berechnet, das bei Reynolds-Zahlen im laminaren Bereich durchströmt wird. Die Arbeit konzentriert sich auf die Berechnung der Entstehung einer festen Kruste, und zwar für den Fall, daβ sowohl Leitung als auch Konvektion von Bedeutung sind. Die Ergebnisse werden dargestellt und mit den zur Verfügung stehenden Meβdaten verglichen. Es wird der Schluβ gezogen, daβ das Verfahren unempfindlich und flexibel ist und daβ die Ergebnisse ermutigend sind. Пp;e;дc;тa;влe;нo; khcy;иc;лe;ннo;e; иc;c;лe;дo;вa;ниe; зa;дa;khcy; фa;зo;вo;гo; пp;e;вp;a;щe;ния c; иc;пo;льзo;вa;ниe;м мe;тo;дa; кo;нe;khcy;нo;гo; o;бьe;мa; для фo;p;мy;лиp;o;вки знтa;льпии. Pa;зp;a;бo;тa;ннa;я мa;тe;мa;тиkhcy;e;c;кa;я мo;дe;ль пp;имe;няe;тc;я для p;a;c;khcy;e;тa; нe;y;c;тa;нo;вившe;гo;c;я p;e;зимa; внy;тp;e;ннe;гo; зa;твe;p;дe;вa;ния в o;члa;здe;ннo;й тp;y;бe; c; тe;khcy;e;ниe;м пp;и лa;минa;p;ныч khcy;иc;лa;ч Pe;йнo;льдc;a;. Цe;ль p;a;бo;ты—p;a;c;c;khcy;итa;ть o;бp;a;зo;вa;ниe; твe;p;дo;й кo;p;ки в y;c;лo;вияч, кo;гдa; эффe;кты диффy;зии и кo;нвe;кции являютc;я c;y;щe;c;твe;нными. Пp;e;дc;тa;влe;нныe; p;e;зy;льтa;ты c;p;a;внивa;ютc;я c; имe;ющимиc;я дa;нными экc;пe;p;имe;нтa;льныч измe;p;e;ний. Cдe;лa;ны вывo;ды, khcy;тo; мe;тo;д являe;тc;я нa;дe;зным и гибким, a; p;e;зy;льтa;ты—o;бнa;дe;зивa;ющими.